代汽車用鋼生產(chǎn)技術(shù)ppt課件

1、第三代汽車鋼工業(yè)消費技術(shù)第三代汽車鋼工業(yè)消費技術(shù)汽車的輕量化與降低能耗和環(huán)境污染圖1汽車自重與CO2排放和燃油量之間的關(guān)系隨著汽車自重的添加二氧化碳的排放量添加，耗油量也添加，使得汽車向輕量化的方向開展汽車鋼的高平安與高強度汽車鋼圖2美國提出了針對汽車的五星級的平安規(guī)范要求，對側(cè)碰和正碰都具有明確的規(guī)定，要求提高汽車用鋼的強度我國鋼鐵產(chǎn)量與汽車產(chǎn)量的開展情況我國的粗鋼產(chǎn)量在2019年曾經(jīng)占到世界總產(chǎn)量的50%，汽車總產(chǎn)量也到達了世界第一的位置1800多萬量。十二五期間是我國鋼鐵工業(yè)和汽車工業(yè)由大轉(zhuǎn)強的關(guān)鍵時期，因此新型汽車鋼的研發(fā)將是其中的一個突破點。汽車鋼開展現(xiàn)狀汽車鋼開展現(xiàn)狀力學(xué)性能及成分

2、力學(xué)性能及成分優(yōu)點（解決問題）優(yōu)點（解決問題）缺點（未解決問題）缺點（未解決問題）第一代鋼第一代鋼Rm：200-1600MPaRm*A: 10-20GPa% (TRIP:15-25GPa%)合金總量合金總量3wt%高強度高強度工業(yè)化工業(yè)化/經(jīng)濟性好，經(jīng)濟性好，工藝性能好工藝性能好強塑積低（強塑積低（15GPa%）高強度時高強度時:成形難成形難(工藝工藝補充補充)，碰撞吸能差，碰撞吸能差第二代鋼第二代鋼Rm：700-1200MPaRm*A: 45-65GPa%合金總量合金總量30wt%高強塑積高強塑積碰撞吸能好，成形碰撞吸能好，成形性好性好,減重效果明顯減重效果明顯工業(yè)化難工業(yè)化難/經(jīng)濟性差經(jīng)濟

3、性差工藝性能差工藝性能差使用受限使用受限第三代鋼第三代鋼?工業(yè)化工業(yè)化/經(jīng)濟好經(jīng)濟好/高強高強塑積塑積(成形成形/吸能吸能)/工工藝性好藝性好僅限概念提出僅限概念提出未見結(jié)果報道未見結(jié)果報道國際上提出的第三代汽車用鋼的概念第三代汽車鋼就是高強與高塑性結(jié)合的鋼第三代汽車鋼是低本錢高性能的鋼第三代汽車鋼應(yīng)該是低本錢高強度和高塑性的汽車用鋼，其強塑積應(yīng)該RmxA不小于30GPa%05001000 1500 2000 2500 3000020406080100(a)40GPa% 60GPa%20GPa%Bcc+FccBccFcc Hot Forming HSLA Maraging DPSS Mart.

4、 IF steel Mart-Bain. TRIP DP Nano-Bain ASS TWIPA(%)Rm (MPa)第三代汽車鋼的研發(fā)思緒%1060%1015FCCBCCGPaARGPaARmm0204060801000204060801001 20Mn-3Si-3AlTRIP/TWIP steel815Mn-3Si-3Al8(b)0.65 Nano-B. Steel9TWIP/Aus. Steel2TRIP Steel2Conv. Steel2RmxA(GPa%)Austenite volume fraction (%)%25%306 . 015TGTGAmAmfGPaARfAR第三代汽車

5、鋼應(yīng)該具備的組織為BCC+FCC的雙相組織低本錢高強高塑第三代汽車鋼的研發(fā)目的及設(shè)計目的: (1)低本錢 (2) Rm*A30GPa%(1)Rm1GPa, A30%(2)Rm1.5GPa,A20%)051015-2000200400CrNiAlMnCuSiPC/N , Strength increment (MPa)Alloy content (%)Alloying design(C-Mn)0204060801000204060801001 20Mn-3Si-3AlTRIP/TWIP steel815Mn-3Si-3Al8Target(a)0.65 Nano-B. Steel9TWIP/Aus

6、. Steel2TRIP Steel2Conv. Steel2RmxA(GPa%)Austenite volume fraction (%)%35%25f-低本錢Rm*A30GPa%(鋼研總院研發(fā)以鋼研總院研發(fā)以C/Mn為主要化學(xué)成分的第三代汽車用鋼為主要化學(xué)成分的第三代汽車用鋼第三代汽車鋼的熱處置工藝選擇Upward heat treatment (ART-annealing) and downward heat treatment (Austempering) named after the origin of the retained austenite*ART-annealing: A

7、ustenite reverted transformation by means of annealing兩種獲得奧氏體相的技術(shù)1.逆轉(zhuǎn)變奧氏體技術(shù)ART-annealing逆相變技術(shù)：A從無到有2.淬火配分技術(shù)Q&P processing正相變技術(shù)：A原來就有逆相變得到的中錳鋼超細雙相構(gòu)造 TG5：650*6hTG4：675*3hTG5：650*6hMicrostructure examined by optical microscopyMicrostructure characterized by SEM背散射電子成像技術(shù)分析的經(jīng)逆相變處置的中錳鋼的微觀組織構(gòu)造(a)1m-4.5 (b)

8、 5m-8.4 (c)30-18.3 (d)1h-22.5 (e) 6h-30.9 (f) 12h-33.7Microstructural evolution as a function of ART-annealing time逆相變退火時間對中錳鋼的微觀組織構(gòu)造的影響：奧氏體量逐漸增多到達了33.7%Microstructure-Ultrafine (sub)grain and high thermal stability examined by TEM/EDSART-annealed at 650OC with 6hrs1.Stable lamellar structure-high t

9、hermal stability2.Developed austenite in between martensitic lath3.Strong Mn-concentration in austeniteMicrostructure-Ultrafine (sub)grain and high thermal stability examined by TEM/EDSART-annealed at 650OC with 12hrs)1.Stable lamellar structure-high thermal stability2.Developed austenite in between

10、 martensitic lath3.Strong Mn-concentration in austenite逆相變處置中錳鋼的力學(xué)性能500100015002000250001020304050601st Generation Steel2nd Generation Steel Rm*A-Rm TGsteel TGTisteel QPsteelRm*A(GPa%)Rm,Tensile stress (MPa)05001000150020000100200300400X150X50X100 CVRT-Rp0.2 TGsteel TGTisteel QPsteel CV40-Rp0.2 TGst

11、eel TGTisteel QPsteelCV, Charpy impact energy (J)Rp0.2, Yield stress (MPa)0.000.150.300.450.6002004006008001000 E, Engineering strainE, Engineering stress,MPa TG5 1m 5m 10m 30m 1h 3h 6h 12h 144h0.00.10.20.30.4050010001500 E, Engineering stress (MPa)E, Engineering strain 0.2C-7MnAustenisation 750OC 6

12、50OC中錳鋼形變過程中的TRIP效應(yīng)010203040020406080 , Dislocation density (1014/m2)fM, Martensitic fraction (%) 100OC 50OC 25OC -40OC -80OCDeformation structure (A-M) and dislocationDislocation density in BCC phase measured by XRDAustenite fraction measured by XRD in as annealed states and as-defformed states of

13、ART-annealed steel4060801001200.02.0k4.0k6.0k8.0k (311)(211)(220)(200)(200)(110)(111)Intensity (counts)2, (Degrs)Tensile strain 0% 6.7% 13.3% 20% 26.7% 33.3% 40%1101001000015304560 f, Austenite fraction(%)t, Annealling time (min) TG4675OC TG5650OC4060801001200.02.0k4.0k6.0k8.0k(311)(211)(220)(200)(2

14、00)(110)(111) Intensity (counts)2, degrsTG5650OC A C E G I K 0.000.150.300.450.60010203040T, True tensile strainf, austenite volume fraction(%) Tensile100OC Tensile50OC Tensile25OC Tensile-40OC Tensile-80OC Austenite fraction as a function of ART-annealing timeAustenite fraction dependence on tensil

15、e strainTGTG鋼研討現(xiàn)狀鋼研討現(xiàn)狀- -實驗室實驗室第三代汽車鋼的工業(yè)化試制鋼研與太鋼協(xié)作第三代汽車鋼工藝消費流程圖煉鋼連鑄熱軋卷罩退卷工業(yè)試制第三代汽車鋼性能工業(yè)熱軋罩退卷性能Rm750MPa-A43%RmxA30GPa%工業(yè)冷軋板退火后性能Rm830MPa-A41%RmxA30GPa%熱軋和冷軋退火中錳鋼都到達了強塑積超越熱軋和冷軋退火中錳鋼都到達了強塑積超越30GPa%的預(yù)定目的，標(biāo)志著第三的預(yù)定目的，標(biāo)志著第三代汽車鋼的勝利研發(fā)與工業(yè)試制！代汽車鋼的勝利研發(fā)與工業(yè)試制！第三代汽車鋼的成形性能測試第三代汽車鋼的焊接性能測試Spot weldingLaser weldingLaser weldingRm/MPaRp0.2/MPaA/%Agt/%73555034.525Shear strength after spot welding/MPaTG steels341.7381.3 334.8298.8traditional183第三代汽車鋼課題協(xié)作情況 上海交通大學(xué)：奧氏體逆轉(zhuǎn)變機理研討 一汽：汽車鋼成型工藝研討： 湖南大學(xué)：汽車鋼成型工藝研討 華中理工大學(xué)：汽車鋼成型工藝的模擬研討 太原鋼鐵公司：第三代汽車鋼的工業(yè)試制第三代汽車鋼的勝利研發(fā)、工業(yè)試制和運用，需求贊賞以上協(xié)作單位的努力第三代汽車鋼的勝利研發(fā)、工業(yè)試制和運用，需求贊賞以上協(xié)作單位的努力和支持。